Das Konzept der Quantenmaterialien fasst die Eigenschaften von Verbindungen zusammen, die sich durch reines Quantenverhalten auszeichnen. Quantenmaterialien zeigen eine Fülle von emergenten Phänomenen, die auf ein subtiles Zusammenspiel von elektronischen Korrelationen, der Topologie ihrer Wellenfunktion und der niedrigen Dimensionalität zurückzuführen sind. Letztere begünstigt insbesondere die Präsenz von Quantenfluktuationen. Viele korrelierte und topologische Materialien haben eine geschichtete atomare Struktur. Elektronische Phasen wie unkonventionelle Supraleitung, anomaler Magnetismus, Nematizität, chirale Ladungsdichtewellen (CDW) und nichttriviale topologische Phasen, die in diesen Systemen auftreten, ergeben sich aus der Kombination mehrerer Freiheitsgrade wie Ladung, Spin, Orbital oder „Valley“ sowie dem Gitter.

In stark korrelierten Systemen wie Hoch-Tc-Supraleitern, Fe-basierten Supraleitern, schweren Fermionen, Kagome-Metallen oder geordneten Magneten wurde die Rolle der Topologie bisher relativ wenig diskutiert. Umgekehrt haben Korrelationen in topologischen Materialien wie topologischen Isolatoren oder Dirac- und Weyl-Semimetallen eine untergeordnete Rolle gespielt. In den letzten Jahren hat jedoch ein Paradigmenwechsel stattgefunden mit der Erkenntnis, dass Korrelationen in topologischen Materialien wesentlich sein können. Eine Schlüsselrolle spielen dabei Moiré-Systeme, in denen kürzlich Supraleitung und viele korrelierte Zustände – einige davon topologisch – gefunden wurden. Diese Vielfalt an Phänomenen mit den gemeinsamen Merkmalen von Korrelation, Topologie und Niederdimensionalität erfordert die Zusammenarbeit und Diskussion zwischen theoretischen und experimentellen Wissenschaftler:innen mit verschiedenartigen Expertisen und Hintergründen.

Dieses Seminar, das vom 21. bis 24. Januar 2024 in Bad Honnef stattfand, hatte zum Ziel, die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Korrelationen und der Topologie in Quantenmaterialien zu erörtern und darüber hinaus die binationale Zusammenarbeit zwischen den an diesem Thema arbeitenden spanischen und deutschen Forschungsgruppen zu fördern. Dieses Ziel wurde dank hervorragender Vorträge, die ein breites Spektrum abdeckten, und intensiver Diskussionen rundum erreicht. Die sorgfältige Auswahl der Vortragenden führte zu einem ausgewogenes Geschlechter- und Altersverhältnis, das zu der wertschätzenden und die Zusammenarbeit fördernden Atmosphäre beitrug.

Besondere Höhepunkte des Seminars waren die beiden Postersitzungen mit lebhaften Diskussionen bis zu fortgeschrittener Stunde, ein runder Tisch zu den Finanzierungsmöglichkeiten von binationalen und internationalen Kooperationen und nicht zuletzt ein von Jairo Sinova organisierter spanischer „Jamón-Abend“, bei dem wissenschaftliche Diskussionen und spanische Traditionen miteinander verschmolzen.

Unser herzlicher Dank gilt der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung für die finanzielle Unterstützung und die hervorragende Organisation des Seminars, für das wir viel positives Feedback erhalten haben.

Dr. Leni Bascones, ICMM-CSIC, Madrid

Prof. Dr. Hermann Suderow, UAM, Madrid

Prof. Dr. Roser Valentí, Goethe Universität Frankfurt